Sistemas de Archivos

Métodos para el almacenamiento y organización de archivos de computadora y los datos que estos contienen

Se usan en dispositivos de almacenamiento como discos duros y CD-ROM e involucran el mantenimiento de la localización física de los archivos.

El software del sistema de archivos se encarga de organizar los archivos (que suelen estar segmentados físicamente en sectores de 512 bytes) y directorios, manteniendo un registro de qué bloques pertenecen a qué archivos, qué bloques no se han utilizado y las direcciones físicas de cada bloque.

FAT

FAT12

FAT16

FAT32

EXT

EXT 2

EXT 3

EXT 4

NTFS

NTFS V1

NTFS V2

NTFS V3

FAT y FAT32 son similares entre sí, excepto en que FAT32 está diseñado para discos de mayor tamaño que FAT.

NTFS siempre ha sido un sistema de archivos más eficaz que FAT y FAT32 ya que funciona mejor con discos de gran tamaño.

Sistema de archivos desarrollado para MS-DOS, así como el sistema de archivos principal de las ediciones no empresariales de Microsoft Windows hasta Windows Me.

Se utiliza como mecanismo de intercambio de datos entre sistemas operativos distintos que coexisten en el mismo computador, lo que se conoce como entorno multiarranque. También se utiliza en tarjetas de memoria y dispositivos similares.

La tabla de asignación de archivos es en realidad, un índice que crea una lista de contenidos del disco para grabar la ubicación de los archivos que éste posee.

Ya que los bloques que conforman un archivo no siempre se almacenan en el disco en forma contigua (un fenómeno llamado fragmentación), la tabla de asignación permite que se mantenga la estructura del sistema de archivos mediante la creación de vínculos a los bloques que conforman el archivo.

Primera versión de FAT, creada como sistema de archivos para diskette.

No soporta anidación de carpeta.

Las direcciones de bloque solamente contienen 12 bits. Esto complica la implementación.

El tamaño del disco se almacena como una cuenta de 16 bits expresada en sectores, lo que limita el espacio manejable a 32 megabytes.

El sistema de archivos FAT es un sistema de 16 bits. Esto implica que las direcciones de clúster no pueden ser mayores a 16 bits.

El número máximo de clústers al que se puede hacer referencia con el sistema FAT es, por consiguiente, 216 (65536) clústers.

El tamaño máximo de la partición FAT se puede determinar multiplicando el número de clústers por el tamaño de un clúster. Con clústers de 32Kb, el tamaño máximo de una partición es, por lo tanto, de 2GB.

Nombres de archivos de hasta 8 caracteres y tres extensiones de caracteres.

Sistema que utiliza un direccionamiento de cluster de 32bits, lo que le permite superar el límite de 2Gb en las particiones, si bien se mantiene el tamaño máximo de archivo, que es de 4Gb.

El tamaño del cluster utilizado sigue siendo de 32Kb, lo que sigue significando un importante desperdicio de disco, ya que un archivo de 1Kb está ocupando en realidad 32Kb de disco.

Sistema de archivos diseñado específicamente para Windows NT y utilizado por las versiones recientes del sistema operativo Windows.

Permite definir el tamaño del clúster de forma independiente al tamaño de la partición.

El tamaño mínimo del bloque es de 512 bytes.

Este sistema también admite compresión nativa de archivos y encriptación.

Puede manejar discos de hasta 2 terabytes.

Todo lo que tiene que ver con los ficheros, se almacena en forma de metadatos. Esto permitió una fácil ampliación de características durante el desarrollo de Windows NT, como la inclusión de campos de indexado añadidos para posibilitar el funcionamiento de Active Directory.

Los nombres de archivo son almacenados en Unicode (UTF-16), y la estructura de ficheros en árboles-B, una estructura de datos compleja que acelera el acceso a los ficheros y reduce la fragmentación, que era lo más criticado del sistema FAT.

Se emplea un registro transaccional (journal) para garantizar la integridad del sistema de ficheros (pero no la de cada archivo). Los sistemas que emplean NTFS han demostrado tener una estabilidad mejorada, que resultaba un requisito ineludible considerando la naturaleza inestable de las versiones más antiguas de Windows NT.

Sin embargo, a pesar de lo descrito anteriormente, este sistema de archivos posee un funcionamiento prácticamente secreto, ya que Microsoft no ha liberado su código como hizo con FAT.

Mejor escalabilidad a unidades de gran tamaño. El tamaño máximo de partición o volumen para NTFS es mucho mayor que para el sistema FAT y, al aumentar el tamaño del volumen o la partición, el rendimiento con NTFS no disminuye como sucede con el sistema FAT.

Active Directory (y los dominios, que forman parte de Active Directory). Con Active Directory, se pueden ver y controlar los recursos de red de forma sencilla.

Con los dominios puede optimizar las opciones de seguridad sin complicar la administración. Los controladores de dominio y Active Directory requieren NTFS.

Las Características de Compresión, incluida la capacidad de comprimir o descomprimir una unidad, una carpeta o un archivo específico. (Sin embargo, no se puede comprimir y cifrar un archivo al mismo tiempo.)

El Cifrado de Archivos, que mejora en gran medida la seguridad. (Sin embargo, no se puede comprimir y cifrar un archivo al mismo tiempo.)

Los Permisos que pueden establecerse en archivos individuales en vez de sólo en carpetas.

Las Cuotas de Disco, que pueden utilizarse para supervisar y controlar la cantidad de espacio en disco utilizada por usuarios individuales.

El Almacenamiento Remoto, que proporciona una extensión al espacio en disco, lo que facilita el acceso a los medios extraíbles, como las cintas.

El Registro de recuperación de la actividad del disco, que permite a NTFS restaurar información con rapidez en el caso de producirse un corte de alimentación u otro tipo de problemas en el sistema.

Archivos esparcidos: archivos de gran tamaño, creados por las aplicaciones de manera que únicamente es necesario un espacio limitado en disco. Es decir, NTFS solamente asigna espacio en disco a las partes del archivo en las que se escribe.

Utiliza gran cantidad de espacio en disco para sí mismo.

No es compatible con sistemas operativos como DOS, Windows 95, 98 ni ME.

No puede ser usado en disquetes.

La conversión a NTFS es unidireccional, por lo tanto, no se puede volver a convertir en FAT al actualizar la unidad.

1993 - v1.0 con NT 3.1

1994 - v1.1 con NT 3.5

1995 - v1.2 con NT 3.51

1996 - NT 4 (ocasionalmente denominada "NTFS 4.0", porque la versión del SO es 4.0)

2000 - v3.0 de Windows 2000 ("NTFS V5.0")

2001 - v3.1 de Windows XP ("NTFS V5.1")

2003 - Windows Server 2003 (también "NTFS V5.2")

2005 - Windows Vista (ocasionalmente "NTFS V6.0"), Windows Server 2008, Windows 7

Implementado en 1992, fue el primer sistema de archivos creado específicamente para Linux.

Tiene estructura de metadata basada en USF (Unix File System)

El tamaño máximo de la partición es de 2GB

Soporta nombres de hasta 255 caracteres de largo.

Tamaño de bloque de archivos de 1kb a 4kb

El sistema de archivos particiona los bloques de disco en grupos. Cada grupo incluye bloques de datos e inodos almacenados en pistas adyacentes reduciendo el tiempo de acceso a los mismos.

Soporte para comprobaciones automáticas de consistencia sobre el estado del sistema de archivos en el arranque del sistema.

Estrategia de actualización de archivos que minimiza el impacto de las caídas del sistema.

Sistema de archivos muy similar a EXT3, sólo que implementa el registro por diario (journaling).

Menor consumo de CPU

Es considerado más seguro que otros sistemas de ficheros en Linux, dada su relativa sencillez y su mayor tiempo de prueba.

Soporte de volúmenes de hasta es capaz de trabajar con volúmenes de hasta 1 exbibyte y ficheros de tamaño de hasta 16 TB.

Soporte añadido de extent (conjunto de bloques físicos contiguos, que mejoran el rendimiento al trabajar con ficheros de gran tamaño y reducen la fragmentación)

Menor uso del CPU.

Mejoras en la velocidad de lectura y escritura

Compatibilidad hacia adelante y hacia atrás

Pequeño programa que es ejecutado en cada Inicio del sistema operativo y se encuentra ubicado en el primer sector absoluto (Track 0, head 0, sector 1) del disco duro en una PC y que busca la Tabla de Particiones para transferirla al Sector de Arranque (Boot).

Es cargado automáticamente por el BIOS cuando se inicia el sistema desde C:. Se encarga de recorrer la tabla de particiones (contenida dentro del MBR) y determinar cuál es la partición preparada para arrancar (booteable), pasar de disco a memoria el sector de arranque de ésta (boot sector), y darle a éste el control para que se ejecute y cargue el sistema operativo.